NASA新的X射线望远镜传回首张壮观照片

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美国宇航局(NASA)的X射线成像偏振探测器(IXPE)完成调试后,已经传来首张太空照片,揭示了一颗超新星爆炸的过程,看起来余辉四射,非常壮观。

2021年12月9日,一枚SpaceX猎鹰9号火箭将IXPE送入370英里(600公里)高的近地轨道,计划运行两年。经过长达一个月的调试和校对后,IXPE慢慢地适应了太空环境,终于在2022年1月中旬开始收集科学数据。

NASA在一份新闻稿中说,该太空天文台上的所有仪器都运转良好,目前正在研究宇宙中一些最神秘和最极端的天体。

IXPE首先瞄准了空间观测站中最受欢迎的目标——仙后座A,这是一颗在17世纪爆炸的恒星的残余物,但直到现在,电磁波才传到地球。它是我们银河系中已知的最年轻的超新星遗迹。

爆炸产生的冲击波席卷了周围的气体,将其加热到高温并加速宇宙射线粒子,从而形成了一团散发X射线的云团。

为了形成对比,NASA研究小组将IXPE收集的第一批X射线数据(紫红色)和钱德拉X射线天文台早前的观测结果(蓝色)叠加起来。钱德拉和IXPE配备了不同类型的探测器,可以捕捉到不同水平的角分辨率或清晰度,将两者结合在一起,可以产生关于宇宙中高能量源的更完整和详细的数据。

NASA新的X射线望远镜传回首张壮观照片仙后座A图像结合了IXPE收集的第一批X射线数据(紫红色)和钱德拉X射线天文台收集的高能X射线数据(蓝色)。(NASA/CXC/SAO/IXPE)

NASA钱德拉天文台于1999年发射,被誉为“X射线领域的哈勃”,是当时最强大的X射线望远镜,目前仍在高地球轨道上运行。它同样对准银河系内最年轻的超新星遗迹仙后座A拍下了第一张照片。

“这次捕获的照片与之前的一样具有历史意义”,NASA马歇尔太空飞行中心IXPE首席研究员马丁‧韦斯科普夫(Martin Weisskopf)说,该团队目前正在分析所有的数据,以了解更多信息。

X射线的波长非常短,虽然人类肉眼看不到,但它在天文学上很有意义。宇宙中有一些天体(如黑洞、中子星等)几乎不发出可见光,却能发出“明亮”的X射线,并透露有关天体磁场、天体几何形状的重要信息。由于地球大气层阻挡了宇宙射线到达地面,因此X射线只能通过太空中的望远镜来收集。

NASA新的X射线望远镜传回首张壮观照片该图使用IXPE在1月11日至18日期间收集的X射线数据创建而成,显示了仙后座A爆炸释放的X射线强度不断增加,从冷紫色、蓝色到红色和白色。(NASA)

NASA表示,有了仙后座A的偏振数据,IXPE将使科学家们第一次看到在直径约为10光年的超新星遗迹中,偏振量是如何变化的,研究人员目前正在利用这些数据绘制第一张该天体的X射线偏振图,这将提供仙后座A的X射线如何产生的新线索。

“IXPE未来的偏振图像应该能够揭示出这个著名的宇宙加速器的核心机制”,斯坦福大学的IXPE联合研究员罗杰‧罗曼尼(Roger Romani)说,“为了填补其中的一些细节,我们已经开发出一种方法,利用机器学习技术使IXPE的测量更加精确。我们非常期待当我们分析所有的数据时会发现什么。”

IXPE是美国宇航局和意大利航天局的一项联合工作,将在未来的两年时间里,专门研究宇宙中一些最神秘、最具能量的天体,包括恒星爆炸的残余、黑洞粒子喷流、中子星以及星云等。◇

探趣社